Was bedeuten PL und SIL in den Sicherheitsstandards?

In der Welt der Maschinensicherheit sind Performance Level (PL) und Safety Integrity Level (SIL) entscheidende Standards für die Bewertung der Zuverlässigkeit von Systemen. PL kategorisiert die Sicherheitslevel auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFHD), während SIL die Häufigkeit und Schwere von Unfällen bewertet. Beide Normen verbessern die Sicherheit, aber PL nach ISO 13849-1 ist breiter angelegt und schließt pneumatische und hydraulische Systeme ein, während SIL nach IEC 62061 sich auf elektrische und elektronische Systeme konzentriert. Produkte wie tGard und mGard erfüllen die Normen PLd, SIL2 und PLe, SIL3 und zeigen, wie wichtig diese Tools für branchenspezifische Sicherheitsmaßnahmen sind.

Leistungsstufe (PL)

Definition PL: Performance Level, oft abgekürzt als PL, ist ein Klassifizierungssystem zur Bewertung der Sicherheit von elektrischen, mechanischen, pneumatischen und hydraulischen Sicherheitslösungen. Es teilt die Sicherheitslevel in fünf Stufen ein, von PL ‚a‘ bis ‚e‘, basierend auf den Werten der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFHD), die die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls innerhalb einer Stunde angibt.

Faktoren, die den PL beeinflussen: Mehrere Faktoren tragen zur Bestimmung der PL bei, darunter die Diagnoseabdeckung des Systems, die mittlere Zeit bis zum gefährlichen Ausfall von Komponenten und die Gesamtorganisation des Systems (kategorisiert als B, 1-4).

Berechnung des PFHD: Eine vereinfachte Methode zur Berechnung des PFHD beinhaltet die Bewertung der Schwere der Auswirkung (S), der Häufigkeit und/oder der Exposition gegenüber der Gefahr (F) und der Fähigkeit, Schaden zu verhindern oder abzumildern (P). Die Kombination dieser Faktoren hilft bei der Zuweisung des entsprechenden PL-Levels.

Sicherheitsintegritätsstufe (SIL)

Definition SIL: Safety Integrity Level, oder SIL, wird speziell im Zusammenhang mit elektrischen und elektronischen Systemen angewendet. Im Gegensatz zu PL berücksichtigt SIL nicht nur die Häufigkeit von Unfällen, sondern bewertet auch deren Schweregrad. Die Bestimmung des SIL-Levels beinhaltet die Verwendung einer Risikomatrix, die oft als Layer of Protection Analysis (LOPA) Matrix bezeichnet wird.

Schritte zur SIL-Bestimmung:

1. Identifizieren Sie das inhaltliche Verlustszenario, das in der Regel aus einer Gefahren- und Betriebsfähigkeitsstudie (HAZOP) abgeleitet wird.
2. Definieren Sie eindeutig die Ursache (auslösendes Ereignis) und die Folge eines Szenarios.
3. Bestimmen Sie die Häufigkeit des auslösenden Ereignisses.
4. Bestimmen Sie die akzeptable Häufigkeit von Zwischenfällen (tolerierbares Risiko), wobei Sie sich häufig auf eine Risikomatrix stützen.
5. Überprüfen Sie die vorhandenen Schutzschichten (LOPs) oder unabhängigen Schutzschichten (IPLs) auf ihre Wirksamkeit.
6. Betrachten Sie bedingte Modifikatoren, Variablen, die die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Ergebnisses ausdrücken.
7. Berechnen Sie die Häufigkeit des Szenarios und stellen Sie sicher, dass sie unter der maximal zulässigen Häufigkeit von Zwischenfällen liegt.

SIL-Einstufung: Das Ergebnis dieser Schritte führt zur Einstufung der SIL-Stufen:

• SIL 4: 10^-5 ≥ PofD < 10^-4
• SIL 3: 10^-4 ≥ PofD < 10^-3
• SIL 2: 10^-3 ≥ PofD < 10^-2
• SIL 1: 10^-2 ≥ PofD < 10^-1

Unterscheidung zwischen SIL und PL:

Obwohl sowohl SIL als auch PL das übergeordnete Ziel haben, die Sicherheit zu verbessern, unterscheiden sie sich in Ansatz und Anwendung. Die Norm ISO 13849-1 (PL) bietet einen breiteren Rahmen, der pneumatische und hydraulische Systeme einschließt und sich hauptsächlich auf den Maschinenbau konzentriert. Die IEC 62061-Norm (SIL) hingegen konzentriert sich mehr auf elektrische und elektronische Systeme.

Beispiele für SIL- und PL-konforme Produkte:

• Die tGard-Reihe von Fortress erfüllt die PLd- und SIL2-Normen und bietet ein kompaktes Zugangs- und Kontrollsystem mit integrierten Schlüsselverriegelungen, elektrischen Sicherheitsschlössern, Drucktasten und Wahlschaltern.
• Die Sicherheitsschalter mGard, amGard Pro, amGard Network, amGard S40, Alfred Ex, Atom, Louis, Steute Ex und Proton entsprechen den Normen PLe und SIL3.
• Fluidsentry-Produkte für pneumatische und hydraulische Lösungen sind mit PLe gekennzeichnet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl PL als auch SIL als unverzichtbare Werkzeuge dienen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit verschiedener Systeme zu gewährleisten. Das Verständnis ihrer einzigartigen Perspektiven und Anwendungen ermöglicht es Ingenieuren und Sicherheitsfachleuten, umfassende Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren, die auf die spezifischen Anforderungen ihrer Branchen zugeschnitten sind.